Aplificador derivador e integrador

Practica 2 |
Amplificador derivador e integrador |
OSCAR DAVID CERNA ELIZALDE #08430223 MIGUEL ANGEL CHIO ALDERETE #11430003 |

Marco teórico
Integrador
Un circuito integrador realiza una operación matemática llamada integración. La aplicación más común de un circuito integrador es la de obtener una rampa de salida, la cual suponeun incremento o decremento en la tensión de entrada. También se le llama integrador de Miller.
Circuito básico
En la figura 22-24a se puede observar un integrador con amplificador operacional. Como se puede observar en lugar de utilizar una resistencia como realimentación se utiliza un amplificador operacional. La entrada es un pulso rectangular como se puede ver en la figura 22-24b. Cuando elpulso esta en nivel bajo, Vin=Vin. Si el pulso es aplicado al la resistencia de entrada R. obtenemos una corriente como sigue:
Iin=VinR
Toda esta carga circula por el capacitor. Así con toda esta corriente, el capacitor se carga y su tensión se incrementa con la polaridad mostrada. Con una corriente positiva obtendremos una corriente negativa a través del capacitor.
Con una corriente constanteasí el condensador, la carga Q se incremente linealmente con respecto al tiempo, lo que quiere decir que el voltaje en el capacitor se incrementa linealmente, y así equivale a una rampa negativa en la tensión de salida como se puede ver en la figura 22-44c. Al final del periodo la tensión de entrada se vuelve a cero y la corriente de carga deja de existir. Debido a que el condensador retiene sucarga, la tensión de salida permanece constante en una tensión negativa de –V.
Esta tensión viene dada por:
V=TRCVin
Debido al efecto Miller, podemos dividir el condensador de realimentación en dos capacidades equivalentes, como se muestra en la figura 22-24d. La constante de tiempo en lazo cerrado τ del circuito de desacoplo de la entrada es:
τ=RCA+1
Para que el integrador funcionecorrectamente debe ser mucho mayor que el ancho de pulsos de la entrada (al menos 10 veces). En términos matemáticos:
τ>10

Eliminación del offset de salida
El circuito de la figura 22-24a necesita una pequeña modificación para ser practico. Debido a que el condensador se comporta como un circuito abierto para señales de continua, no hay realimentación negativa a la frecuencia cero. Sin realimentaciónnegativa, el circuito considera cualquier tensión offset de entrada como tensión de entrada valida. El resultado es que el condensador se carga y la salida se satura positiva o negativamente, permaneciendo así indefinidamente.
Una forma de reducir el efecto de la tensión de offset de entrada es disminuir la ganancia de tensión a la frecuencia cero conectando una resistencia en paralelo con elcondensador, como aparece en la figura 22-25a. Esta resistencia debe ser almenas 10 veces mayor que la resistencia de entrada. Si la resistencia que se añade es igual a 10R, la ganancia de tensión en lazo cerrado es 10 y la tensión de offset de salida se reduce satisfactoriamente a un nivel aceptable. Cuando una tensión de entrada valida está presente, la resistencia adicional casi no tiene efectoen la carga del condensador, así que la tensión de salida es aun casi una rampa perfecta. Otra forma de suprimir el efecto de la tensión de offset de entrada es utilizar un conmutador FET pude ser 0V 0 Vcc lo cual es suficiente para que entre en corete el FET. Por consiguiente, podemos considerar el FET como una resistencia pequeña cuando el integrador no funciona y como una resistencia grandecuando el integrador esta activo.
El FET descarga el condensador y lo prepara para el siguiente pulso de entrada. Exactamente antes de que comience, la tensión de reste se hace igual a 0V, lo que descarga el condensador. En instante en que comienza el siguiente pulso, la tensión de reset se cambia a –VCC, lo cual corta el FET. El integrador produce entonces una rampa de tensión en la salida....